基尔大学的鲁思·施密茨-斯特雷特教授和他的国际同事们现在已经提出了一个迄今为止尚未被充分描述的人类肠道的“古生物”的特征
学分:基尔大学 所有的多细胞生物体内和身体上都有难以想象的大量微生物
微生物组,我
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这些微生物的整体与宿主生物形成一个功能性的共生单位
从支持营养吸收到抵御病原体,微生物为宿主执行重要任务
相反,微生物群的紊乱会导致各种严重疾病,包括炎症性肠病
近年来,科学家提出了大量的微生物研究
其中,他们研究了人体微生物群的组成和功能与疾病发展之间的联系
这项工作的大部分主要集中在细菌上,就数量而言,细菌的各种物种在微生物群中占主导地位
迄今为止,一类特殊的微生物很少受到关注:古细菌
虽然他们的平均收入只有1
2%的肠道微生物组,古细菌对微生物组有巨大的调节作用,如早期研究所示
一个由基尔大学、奥地利格拉茨医科大学以及英国和法国的其他国际伙伴机构参与的国际研究小组,现已根据来自全球不同地点的大型队列的大量基因组数据,提出了迄今为止尚未得到充分描述的人类肠道“古生物”的特征
有了这份清单,由基尔大学微生物学系的露丝·施密茨-斯特雷特教授和她在格拉茨的同事克里斯汀·莫伊斯尔-艾辛格教授领导的研究人员,想要扩展关于这一分支微生物的知识
在这个过程中,他们能够识别到目前为止未知的古细菌物种
科学家们最近在科学杂志《自然微生物学》上发表了他们的研究成果
远比以前知道的更加多样化 新的分析首次全面描述了人类古生物
研究小组使用了大量现有微生物组研究的数据来源,每一项研究都包括参与试验的个体肠道微生物集群的完整遗传信息
“首先,我们能够确定人类古生物远比以前所知的更加多样,并且它的特征是大多数人的核心组成大致相同,而不管地理、性别或年龄等外部因素,”博士强调
辛西娅·奇巴尼,施密茨-斯特雷特工作组的研究助理
“除了众多新发现的物种,我们还能够识别出以前未知的能够感染古细菌的病毒类型,”Chibani继续说道
除了汇编物种,研究小组还寻找与古细菌遗传信息中已知模式的联系
为此,他们研究了28,000多个所谓的蛋白质簇,表明肠道中的古细菌定殖与人类宿主的社会人口特征之间存在显著的相关性
“例如,某些物种的出现和它们产生的蛋白质可能被用来得出关于年龄组或生活方式的结论,”奇巴尼解释道,他与共同的第一作者Dr
亚历山大·马纳特
“然而,目前,这种有意义的相关性还不能可靠地解释可能的考古相关疾病模式,”奇巴尼继续说道
另一个重要的发现是根据基因组信息将以前已知的物种史密斯甲烷杆菌分为两个物种级分支
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史密斯氏菌及其新的“姐妹”肠甲烷杆菌在许多人中非常普遍
这两个密切相关的物种之间的相互作用以及与人类健康的相关性仍有待破译
到目前为止,这些形成甲烷的古细菌与疾病(如结肠癌或炎症性肠病)之间的联系还没有明确解决,这可能是由于迄今为止错过了物种解析
当然,这种产甲烷菌能够支持病原菌的活性,例如通过消耗抑制性代谢产物
现在发表的研究工作扩展了对人类基因组的理解,并为未来的分析提供了广泛的基因组和蛋白质目录
古生物功能表征的第一步 总的来说,科学只是鉴定古细菌多样性的开始
“古细菌的蛋白质目录由1
未来有800万种蛋白质可以作为开发新研究问题的独特来源,”Schmitz-Streit强调,他和他在格拉茨的同事一起,在推进古细菌研究方面特别活跃
“这些未来的方法包括,例如,研究新发现的古菌的生理和代谢,或者它们与人类宿主交流的性质,”Schmitz-Streit继续说道
为了能够在未来研究古细菌的功能方面,开发新的分析方法是必要的,因为这些方法目前主要针对细菌种类,以及从人类肠道中有针对性地培养古细菌
Moissl-Eichinger总结道:“总的来说,我们的工作极大地促进了对人类微生物群作为细菌、古细菌、真菌和病毒的复杂、多层网络的理解。”
在此基础上,研究人员希望在未来的深入工作中逐步破译古细菌对人类生理的影响,以及它们可能参与疾病的发展
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